功能化纳米结构材料在乏燃料后处理中的应用基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91326202
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    500.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0608.放射化学与辐射化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

This proposal is motivated by the national great needs to develop the new technologies for spent fuel reprocessing and high-level waste disposal. Based on the evaluation of nano-structured materials with efficient sorption properties and specific compositions, carbon nanomaterials are selected and consequently assembled with magnetic oxides, and then polymers or organosilicate molecules are grafted onto the nanocomposites by using plasma-induced grafting technique. Finally, the functionalized magnetic nano-structured materials are obtained for further sorption and separation experiments. The sorption and desorption behaviors of nuclides by the functionalized magnetic nano-structured materials will be systematically investigated. The relationship between sorption behaviors and the compositions as well as the microstructures of functionalized nanomaterials will be clarified. The physical and chemical properties of the micro-interface of the functionalized nanomaterials can be adjusted to improve the preferential sorption capacity for radionuclides. The radiation stability of the grafted fractions and the functionalized nanomaterials will also be studied, exploring changes of the micro-structure and sorption capacity of the functionalized nanomaterials before and after irradiation. The possible interacting mechanisms of radionuclides with the interface of functionalized nanomaterials will be investigated by using batch experiments, microscopic characterization, and quantum chemical computation. Through this project, the novel functionalized nanomaterials for radionuclide sorption and separation and related new technologies for spent fuel reprocessing will be hopefully developed. It is expected that this project will achieve innovative results, and be of strategic significance for enhancing the national capability of independent innovation in nuclear energy field.
乏燃料后处理是世界上最复杂和挑战性的问题之一,迫切需要发展新材料和新技术。功能化纳米材料由于其特殊性质在乏燃料后处理中具有广泛的潜在应用前景。本项目拟在碳纳米材料上组装磁性氧化物,再用等离子体技术在其表面接枝不同的聚合物或有机硅分子,构建新型功能化磁性纳米结构材料;研究放射性核素的吸/脱附行为和性能,阐明功能化纳米结构材料的吸附性能与纳米材料组成和组装结构的关系;调控微界面的物理、化学性质,提高材料对放射性核素的吸附选择性;研究表面接枝分子及其功能化纳米结构材料的辐照稳定性,探讨材料辐照前后微观结构和吸附性能的变化;采取宏观静态吸附、微观表征和理论计算相结合,研究不同放射性核素与功能化纳米结构材料在固液界面的相互作用机理。项目结果将为纳米结构材料在乏燃料后处理中的应用提供实验与理论依据,促进我国乏燃料后处理技术的进步。

结项摘要

乏燃料后处理是世界上最复杂和挑战性的问题之一,乏燃料具有很强的放射性,如果处置不当将引发难以估量的灾难,迫切需要发展新材料和新技术。针对上述科学问题,项目组主要发展了等离子体技术和纳米技术在乏燃料处理方面的基础科学和应用基础研究。针对放射性废液中放射性核素浓度低、治理难的关键科学问题,利用低温等离子体技术和纳米技术将功能有机分子修饰在纳米材料表面,提高了对放射性核素的高效和选择性富集能力,并进一步用理论计算化学分析了放射性核素与纳米功能材料的作用机理,形成了利用等离子体和纳米技术研究放射性污染治理的特色,相关结果发表在Chem. Soc. Rev.,Environ. Sci. Technol.,Geochim. Cosmochim. Acta,Adv. Mater,ACS Nano等期刊上,3篇论文(EST, 2016, 50, 4459; 2015, 49, 4255; GCA, 2016, 180, 51)被评为中国百篇最具影响国际学术论文,1篇论文(GCA, 2014, 140, 621)被评为fast breaking paper,多篇论文被评为热点或高被引论文(EST, 2016, 50, 3658; 2016, 50, 4459; GCA, 2015, 165, 86; ESN, 2017, 1, 222; EP, 2016, 219, 107; JHM, 2014, 280, 399; 2016, 309, 107; CEJ, 2016, 293, 311; 2016, 287, 448; Carbon, 2016, 99, 123等)。上述研究结果对于分析和评价纳米结构材料在乏燃料后处理中的应用提供实验与理论依据,促进我国乏燃料后处理技术的进步。近四年发表SCI论文200多篇,被SCI他引3000多次。3名博士生获中科院院长奖,1篇学位论文被评为中科院优博论文,王祥科教授2014-2017连续四年被汤森路透(科睿唯安)评为环境与生态、工程技术领域全球高被引科学家,2015年被评为教育部长江学者特聘教授,2016年入选科技部中青年科技创新领军人才和北京市百名科技领军人才,2017年入选第3批国家“万人计划”科技创新领军人才,受J. Hazard. Mater.,Radiochim. Acta,Sci. China Chem.等期刊邀请担任期刊编委等。

项目成果

期刊论文数量(224)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Surface Ion-Imprinted Polypropylene Nonwoven Fabric for Potential Uranium Seawater Extraction with High Selectivity over Vanadium
表面离子印迹聚丙烯无纺布用于潜在的铀海水提取,比钒具有高选择性
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.6b04389
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Zhang Lixia;Yang Sen;Qian Jun;Hua Daoben
  • 通讯作者:
    Hua Daoben
Introduction of Bifunctional Groups into Mesoporous Silica for Enhancing Uptake of Thorium(IV) from Aqueous Solution
将双官能团引入介孔二氧化硅以增强水溶液中钍(IV)的吸收
  • DOI:
    10.1021/am405584h
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Yuan Li-Yong;Bai Zhi-Qiang;Zhao Ran;Liu Ya-Lan;Li Zi-Jie;Chu Sheng-Qi;Zheng Li-Rong;Zhang Jing;Zhao Yu-Liang;Chai Zhi-Fang;Shi Wei-Qun
  • 通讯作者:
    Shi Wei-Qun
X射线吸收谱学在锕系环境放射化学中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国科学:化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李子杰;袁立永;王聪芝;王琳;柴之芳;石伟群
  • 通讯作者:
    石伟群
Adsorption of U(VI) on sericite in the presence of Bacillus subtilis: A combined batch, EXAFS and modeling techniques
枯草芽孢杆菌存在下 U(VI) 在绢云母上的吸附:组合批次、EXAFS 和建模技术
  • DOI:
    10.1016/j.gca.2016.02.012
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    Geochimica et Cosmochimica Acta
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Sun Yubing;Zhang Rui;Wang Xiangxue;Cheng Wencai;Chen Changlun;Wang Xiangke
  • 通讯作者:
    Wang Xiangke
New insight into Eu(III) sorption mechanism at alumina/water interface by batch technique and EXAFS analysis
通过批量技术和 EXAFS 分析对氧化铝/水界面 Eu(III) 吸附机制的新见解
  • DOI:
    10.1515/ract-2014-2112
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
    Radiochimica Acta
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Yang Shitong;Zong Pengfei;Sheng Guodong;Ren Xuemei;Huang Y. Y.;Wang Xiangke
  • 通讯作者:
    Wang Xiangke

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于拟态物理法的无人机集群与重构控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国科学:技术科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈林成;王祥科;朱华勇;付钰;刘欢
  • 通讯作者:
    刘欢
面向集群一致性的抗毁性网络分析与设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    指挥与控制学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈浩;王祥科;杨健
  • 通讯作者:
    杨健
静态法和EXAFS技术研究放射性核素63Ni(Ⅱ)在丝光沸石上的吸附机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学:化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨世通;盛国栋;郭志强;谭小丽;徐进章;王祥科;YANG ShiTong, SHENG GuoDong, GUO ZhiQiang, TAN Xia
  • 通讯作者:
    YANG ShiTong, SHENG GuoDong, GUO ZhiQiang, TAN Xia
小型固定翼无人机集群综述和未来发展
  • DOI:
    10.7527/s1000-6893.2019.23732
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王祥科;刘志宏;丛一睿;李杰;陈浩
  • 通讯作者:
    陈浩
应用水滑石实时合成分离模拟核素钕
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境科学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆菲菲;于少明;邱勇;查才存;程磊磊;王祥科
  • 通讯作者:
    王祥科

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码